SewerUp Version 5.2 User Manual Copyright © 2012 MeSoft Inc
SewerUp 5.2 Manual
Table of Contents 1. Prólogo 4 1.1 Requisitos 4 1.2 Comenzando 4 1.3 Activación 5
2. Tutorial 6 2.1 Leer la base Cartográfica 6 2.2 Recorrer el proyecto 7 2.3 Área del proyecto 7 2.4 Trazar la red 8 2.5 Ejecutar el diseño 9 2.6 Comprobar los resultados 9 2.7 Exportar los resultados 10
3. Datos de Entrada 11 4. Topología 13 4.1 Insertar nodos 13 4.2 Insertar tramos 13 4.3 Modificar la red 14
5. Diseño 15 5.1 Datos Generales 15 5.2 Tuberías 16 5.3 Sectores 17 5.4 Caudales 18 5.5 Dimensionar la red 21 5.6 Análisis Hidráulico 22 5.7 Estaciones de Bombeo 23
6. Herramientas 25 6.1 Subsistemas 25 6.2 Topografía 26 6.3 Cartografía 28 6.4 Contornos 29 6.5 Desplazar 30 6.6 Editor CAD 30 6.7 Consultas 31 6.8 Búsqueda 33 6.9 Medir 33 6.10 Configuración 34
7. Resultados 36 7.1 Tablas 36 7.2 En AutoCad 36 7.3 En GIS 40 2
SewerUp 5.2 Manual
7.4 Orientación 41
8. Trucos 44
3
SewerUp 5.2 Manual
1. Prólogo Akua es un software para diseño de redes de alcantarillado sanitario y drenaje pluvial. Sirve tanto para realizar nuevos diseños, como para modelar sistemas existentes. En tiempos mínimos se pueden obtener diseños óptimos y planos definitivos listos para la ejecución de la obra. Akua no complica al proyectista con excesivas variables y opciones, sino que asume las tecnologías, unidades de medida y formulaciones comúnmente empleadas y automatiza gran parte de los procesos de entrada de datos. Algunas características:
o o o o o o o o o o o
Lectura de base cartográfica en formato vectorial (dxf, shp) o raster (jpeg, bmp), Distribución visual de los nodos y tramos, Dibujo de mapas planimétricos y curvas de nivel, Calculo automático de longitudes, áreas y gastos, Diseño óptimo de las pendientes y diámetros, Vistas en Zoom, Paneos y 3D, Cálculo de los volúmenes de obra, Resultados tabulados en Excel, Dibujo de planta general y perfiles AutoCAD, Posibilidad de trabajar con varios subsistemas al mismo tiempo, Facilidades para la simulación de redes existentes.
Requisitos del sistema Comenzando con Akua Activación
1.1 Requisitos Requisitos del sistema: RAM mínimo: 1 GB, 10 MB de espacio libre y espacio adicional para los proyectos, Sistema operativo: Microsoft Windows 98, 2000, NT, XP, Vista o Widows 7, Pantalla con resolución mínima de (1024 x 768) y 256 colores, AutoCAD si se desean exportar los planos de Planta y los Perfiles hidráulicos.
1.2 Comenzando En cualquier momento se puede consultar el archivo de ayuda pulsando la tecla F1 Consultar la ayuda en Línea, que corresponde a la última actualización del software: Web de Akua Envíe un email a Asistencia a usuarios con sus comentarios y solicitud de aclaraciones
4
SewerUp 5.2 Manual
Akua se instala con un ejemplo sencillo que sirve para probar sus funciones. Este ejemplo se encuentra en la misma carpeta en que se instaló el programa: Ver el Tutorial
1.3 Activación Akua es completamente funcional hasta 25 tramos. Para aumentar el número de tramos se entra a la página de actualización , donde se solicita la cantidad máxima de tramos necesarios. Al enviar la solicitud se pasa al sitio Web de PayPal a realizar el pago por la actualización y recibir el código correspondiente. Introduzca este código y su dirección de correo electrónico en el menú Ayuda > Activar
5
SewerUp 5.2 Manual
2. Tutorial El siguiente tutorial muestra con varios pasos sencillos la forma más fácil de diseñar una red de alcantarillado utilizando Akua: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Leer la base Cartográfica Recorrer el proyecto Marcar el área del proyecto Trazar la red Ejecutar el diseño Comprobar los resultados Exportar los resultados
2.1 Leer la base Cartográfica El primer paso para realizar un nuevo diseño o simular el comportamiento de una red existente con Akua consiste en importar la base cartográfica sobre la cual se modelará la red. Esta cartografía debe estar en escala natural, buscando la equivalencia de que una unidad de dibujo corresponda a un metro lineal. Para conformar esta base se pueden importar archivos de AutoCAD DXF, ESRI SHP, JPEG y BMP.
Creamos un proyecto Nuevo.
el archivo Ex-1.dxf que se encuentra en la carpeta del programa y nos aparece la siguiente pantalla:
6
SewerUp 5.2 Manual
En la lista desplegable Capa de Cotas, seleccionamos la capa COTAS. Esta capa proviene del archivo AutoCAD original y en ella se encuentran valores alfanuméricos de las cotas del terreno que Akua procesa para confeccionar las curvas de nivel. Desmarcamos la casilla Monocrom y pulsamos OK.
2.2 Recorrer el proyecto Akua dispone de herramientas CAD para realizar Zoom, Paneo, Hacer y Deshacer:
Para salir del comando activo se presiona ESC. Una forma muy práctica de hacer cambios de escalas y desplazar la pantalla es utilizando la rueda del mouse. Pruebe lo siguiente: 1. Rote la rueda hacia adelante y hacia atrás para cambiar la escala dinámicamente. 2. Manteniendo apretado la rueda, mueva el Mouse para desplazar la pantalla.
2.3 Área del proyecto El método implícito para estimar los consumos se basa en asignar a cada tramo un área proporcional a su longitud. Para ello se necesita conocer el área total de trabajo, la cual se puede obtener de varias maneras. 7
SewerUp 5.2 Manual
En este tutorial utilizaremos la opción "Marcar Perímetro".
Seleccione la opción de área total: Herramientas > Area y aparece la siguiente pantalla:
Seleccione Marcar Perímetro. Mediante Clicks sucesivos del mouse marque el perímetro del área y para cerrar el polígono pulse el Click Derecho.
2.4 Trazar la red La red de alcantarillado está constituida por nodos que representan registros de inspección, limpieza, cambio de diámetro o cambio de pendiente y por los tramos de tuberías que los unen:
Para trazar la red se marca con el mouse la posición de cada nodo y después se inserta el tramo que une cada par de nodos: 1. Hacemos un zoom en la zona donde insertaremos el tramo: 8
SewerUp 5.2 Manual
2. Seleccionamos insertar nodo: y marcamos con el mouse el punto de inserción. Se nos pide
la cota topográfica de cada nodo, si ya importamos la base cartográfica aparece un valor resultante de la interpolación de las cotas. Procedemos de igual manera con el otro nodo extremo. 3. Seleccionamos insertar tramo. Hacemos un click cerca del nodo inicial y sin levantar el
mouse lo arrastramos hasta el nodo final. 4. Procedemos así sucesivamente hasta que tracemos toda la red.
2.5 Ejecutar el diseño Antes de proceder al diseño de la red debemos asegurarnos de que se hayan cumplido los siguientes requisitos:
o En un nodo pueden entrar varios tramos pero solo uno puede salir, o No pueden existir referencias circulares. SewerUp se encarga de hacer una validación de los datos antes de diseñar, verificando, entre otras cosas, lo siguiente
o o o o o
Que se haya cargado la base cartográfica, Se tenga un valor para el área del proyecto No existan tramos sueltos ni duplicados, No existan múltiples salidas de un nodo. Además, automáticamente se eliminan los nodos sueltos y se dividen los tramos mayores a la longitud máxima especificada.
El resultado final es la asignación de las pendientes hidráulicas a cada colector de forma tal que se obtengan diámetros y excavaciones mínimas y se cumplan con todas las restricciones impuestas en los Datos Generales. Una vez culminado el diseño se presenta una pantalla con los valores de los tramos finales de cada subsistema y los volúmenes generales de trabajo.
2.6 Comprobar los resultados Para verificar como ha resultado el diseño de un tramo, este se pincha con el mouse, quedando sombreado en color verde. En la parte inferior de la pantalla se proyecta la sección transversal y el perfil del tramo, destacando el nivel del agua. En la tabla situada a la derecha de la pantalla se presentan los parámetros de los nodos extremos del tramo activo y del propio tramo. Marcando en cualquiera de las celdas se puede modificar su valor:
9
SewerUp 5.2 Manual
2.7 Exportar los resultados Los resultados finales se pueden exportar a: Excel, AutoCad, ESRI Shp
10
SewerUp 5.2 Manual
3. Datos de Entrada Seleccionar el tipo de proyecto Desde el mismo programa puede diseñar redes de Acueducto, Alcantarillado Sanitario o Drenaje Pluvial.
Base cartográfica Antes de comenzar u proyecto Akua se debe disponer de una base cartográfica de la zona en cuestión. Esta base, que puede ser un archivo de intercambio DXF o un SHP de ESRI, o imagen raster JPEG o BMP. Debe estar en escala natural, buscando la equivalencia de que una unidad de dibujo corresponda a un metro lineal. Para leer la base cartográfica: Archivos > Importar
Una vez seleccionado el archivo de la base cartográfica aparece la pantalla anterior, con la opción de activar las capas que serán visibles y definir si la cartografía se verá con sus colores originales o monocromática. Es conveniente disponer del mismo archivo de la base cartográfica (extensión .DXF), con el mismo nombre, pero en formato nativo de AutoCAD (extensión DWG), de esa forma, al crear el plano de planta en AutoCAD, se puede insertar también la base como una referencia externa. Un forma práctica de entrar la topografía es preparar una capa en el archivo .DXF que tenga los valores numéricos de las cotas del terreno, de esa forma Akua conforma automáticamente el sembrado de cotas y las curvas de nivel. Con la opción : Archivos > Importar >Mapa Base se puede captar una imagen en formato JPEG o BMP y sobre ella marcar el trazado de la red:
11
SewerUp 5.2 Manual
12
SewerUp 5.2 Manual
4. Topología Insertar nodos Insertar tramos Modificar la red
4.1 Insertar nodos Marque sobre la base cartográfica el punto de inserción del nuevo nodo, se solicita la cota topográfica de ese punto. Si ya se tienen las cotas de referencia el programa propone un valor por defecto resultante de la interpolación de las cotas:
Akua dibuja el nodo, guarda su cota topográfica y le asigna automáticamente un identificador.
4.2 Insertar tramos Una vez que se encuentren dibujados lo nodos extremos, se inserta el tramo que los une. Marcamos cerca del nodo inicial y sin levantar el Mouse lo arrastramos hasta el nodo final.
13
SewerUp 5.2 Manual
4.3 Modificar la red Arrastra el nodo hacia otra posición.
Eliminar los nodos sueltos.
Invierte el sentido de circulación del tramo
Divide el tramo a la mitad.
Une tramos adyacentes
Eliminar el tramo activo
14
SewerUp 5.2 Manual
5. Diseño Datos Generales Tuberías Sectores Caudales Dimensionar la red Análisis Hidráulico Estaciones de Bombeo
5.1 Datos Generales Antes de proceder al diseño de la red se deben completar los siguientes datos:
Mediante estos parámetros se obtienen las condiciones de fronteras que debe cumplir el diseño, así como datos necesarios para la estimación de los caudales. Algunos de estos parámetros están regulados por normas específicas a los distintos países. Así es el caso del gasto mínimo, recubrimiento mínimo y el coeficiente de seguridad. La velocidad mínima recomendada es de 0.6 m/s, aunque también varía con las distintas normas.
15
SewerUp 5.2 Manual
El recubrimiento mínimo y el coeficiente de infiltración dependen de las condiciones del terreno. Las casillas de selección especifican cuales de las condiciones de frontera serán consideradas durante el diseño. Por ejemplo, si se desactiva la casilla verificar pendientes mínimas y la de tensión tractiva mínima, el diseño solo considerará el criterio de velocidad mínima para dimensionar las pendientes de los tramos. Se puede hacer una distinción en los tramos cabeceras, en los cuales los gastos suelen ser pequeños. Para ello se usa el coeficiente para tramos iniciales, que afecta a los valores de velocidad y tensión tractíva. También se puede jugar con el valor de la pendiente mínima en tramos iniciales.
5.2 Tuberías Será necesario completar una tabla con los siguientes elementos para cada tipo de tubería:
o o o o o o o o
Material, Diámetro Nominal (mm), Diámetro Interior (mm), Diámetro Exterior (mm), Coeficiente de rugosidad de Manning, Pendientes mínimas recomendadas, Ancho de la zanja, Tipo de sección (Circular o Rectangular).
Las pendientes mínimas en función de diámetro son recomendaciones a ser consideradas ( o no ) durante el diseño de la red. De omitirse, Akua utilizará valores por defecto. El ancho de la zanja se utiliza para el cálculo de los volúmenes de trabajo. Igualmente, de 16
SewerUp 5.2 Manual
omitirse, se utilizarán valores por defecto. De este surtido Akua extrae las combinaciones para optimizar el diseño, es decir, lograr las menores pendientes y menores diámetros que cumplan las restricciones de fronteras impuestas en los Datos Generales. Ante un proyecto nuevo, a fin de contar con valores de partida, Akua completa automáticamente esta tabla con tuberías comunes de PVC. Posteriormente el proyectista decide si las utiliza o conforma su propio surtido de tuberías. Si se disponen de datos comunes a distintos proyectos, resulta útil exportar el surtido e importarlo posteriormente cuando se requiera.
5.3 Sectores Con el fin de precisar distintas zonas de consumo, se pueden definir sectores hidráulicos, posteriormente, a la hora de estimar los gastos, se asigna el sector correspondiente a cada tramo. Si se desactiva un sector, sus tramos no serán considerados en el diseño y en los resultados. Si se activa la opción Configuración>Espacio de trabajo>Por Sector cada sector queda identificado por su color. Para modificar el ID de un sector haga Doble Click en la lista.
REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO
REDES DE DRENAJE PLUVIAL
17
SewerUp 5.2 Manual
5.4 Caudales Akua permite estimar los caudales de acuerdo a la información disponible o a las normas y preferencias del proyectista.
REDES DE ALCANTARILLADO SANITARIO
En todo caso es necesario asociar el sector al cual pertenece el tramo, o se tomará el sector
18
SewerUp 5.2 Manual
Promedio por defecto. Akua propone varias formas de estimar el caudal, en cada caso se debe activar solo la casilla correspondiente al tipo de estimación deseada. Métodos de estimar el caudal con Akua: 1. El método implícito se basa en calcular la población a partir del área que aporta al tramo y la densidad de población del sector. El área de aporte se calcula como proporcional a la longitud del tramo, en este caso se activa la opción: Area Proporcional. Alternativamente se puede introducir directamente el área del tramo: Area Fija. 2. El segundo método se basa en introducir directamente la población que aporta al tramo. Akua calculará la población acumulada y el coeficiente de descarga máxima (M de Harmon). En ambos casos la población obtenida se multiplica por el aporte per-capita correspondiente a su sector para obtener el gasto medio. Este valor de gasto medio es afectado por el coeficiente de descarga máxima, por el coeficientes de seguridad, el gasto infiltrado y el gasto concentrado ( de existir ) para obtener el valor de la gasto local para ese tramo. 3. Si se conoce previamente el gasto local de un tramo o se desea calcular por otro método independiente de los propuestos por el programa, se puede introducir directamente este valor y obviar los pasos anteriores. También se puede especificar un gasto concentrado puntual. Al gasto del tramo se le agregan los aportes de los tramos aguas arriba para obtener el gasto acumulado en el tramo, que es el que utilizará en el diseño de la red. 4. Para el caso de redes existentes se puede introducir directamente el valor del gasto acumulado.
REDES DE DRENAJE PLUVIAL
19
SewerUp 5.2 Manual
Para la determinación de los caudales de lluvias el programa utiliza el método racional, expresado por la ecuación: Q=C.I.A Donde: Q : Es el gasto a evaluar para una probabilidad de diseño determinada. I : La intensidad de la lluvia de acuerdo a la probabilidad de diseño que se considere. C : El coeficiente de permeabilidad o escurrimiento de acuerdo a las características del suelo y de su superficie. A : El área que aporta su escurrimiento. Se considera la duración de la lluvia igual al tiempo de concentración de la cuenca. Los valores C e I se asocian a los sectores, que deben haberse definido previamente. De esta forma se pueden diferenciar sectores con diferente coeficiente de escurrimiento e Intensidad de lluvia. La intensidad de la lluvia se debe obtener de curvas de Intensidad - Frecuencia - Duración o mapas Isoyetas de la zona de estudio. 20
SewerUp 5.2 Manual
Como referencia, se pueden usar los siguientes valores para el Coeficiente de escorrentía (C) :
5.5 Dimensionar la red El resultado del diseño es la asignación de las pendientes hidráulicas a cada colector de forma tal que se obtengan diámetros y excavaciones mínimas y se cumplan con todas las restricciones impuestas. Una vez culminado el diseño se presenta una pantalla con los valores de los tramos finales de cada subsistema y los volúmenes de trabajo:
21
SewerUp 5.2 Manual
La opción Editar permite abrir la tabla en el NotePad desde donde puede modificarla a su gusto o imprimir.
5.6 Análisis Hidráulico
22
SewerUp 5.2 Manual
El diseño siempre se realiza para el Gasto Máximo. La opción de Análisis Hidráulico permite comprobar como se comporta la red cuando circule el Gasto Medio o el Gasto Mínimo. Se considera Q.Min = Q.Medio / 2. Seleccione el gasto a comprobar y verifique las variaciones en Tirante, Velocidad y Tensión Tractríz en cada tramo. Puede marcar en el dibujo los tramos con una velocidad menor a la especificada. Para mas información sobre las nuevas condiciones de gastos se recomienda usar la opción de Herramientas > Consultar los nuevos valores.
5.7 Estaciones de Bombeo
23
SewerUp 5.2 Manual
Define los parámetros de una Estación de Bombeo situada en el nodo final de un tramo. Se entran los parámetros de la tubería de impulsión y en base al gasto y la cota de entrada el programa calcula las dimensiones del pozo húmedo y el punto de operación de las bombas.
24
SewerUp 5.2 Manual
6. Herramientas Subsistemas Topografía Cartografía Contornos Desplazar coordenadas Editor CAD Consultas Búsqueda Medir Configuración
6.1 Subsistemas Cuando se utiliza mas de un sistema en el proyecto es de ayuda el diferenciarlos con un color diferente. Si se desactiva la casilla "Activado" de un subsitema, este no será considerado en el diseño y resultados. Si se activa la opción Configuración>Espacio de trabajo>Por Subsistema cada subsistema queda identificado por su color.
25
SewerUp 5.2 Manual
6.2 Topografía
26
SewerUp 5.2 Manual
Existen varias opciones para ingresar las cotas del terreno: 1. Cotas de la Cartografía. Importar una capa del archivo .DXF que tenga los valores numéricos
de las cotas del terreno. 2. Al insertar un nodo, introducir el valor de la cota topográfica. De esta forma Akua irá
conformando la topografía del área de proyecto. Para este caso debe desactivarse la opción Preferencias > Nodos con cotas fijas. 3. Importar un archivo separado por comas (extensión .csv) , con el siguiente formato:
27
SewerUp 5.2 Manual
Esta tabla se puede preparar en una hoja de cálculo y guardar con extensión (.csv). Para ver el sembrado de cotas debe activarse la casilla Ver Cotas en Configuración. Los resultados de las cotas de referencias se pueden comprobar en Contornos. Si se activa la casilla Autoajustar cotas de nodos las cotas los nodos se acomodan a la cartografía.
6.3 Cartografía Permite modificar la base cartográfica.
La activación o no de las casillas de cada capa define la capa si será visible o no. También se puede activar o desactivar toda la cartografía, o definir si se verá tal como en el formato del archivo de origen o monocromático, en color gris. La Capa de Cotas se puede utilizar para importar las cotas topográficas de referencia. Para ello se debe crear en AutoCAD una capa con cualquier nombre, en la que solo aparezcan los 28
SewerUp 5.2 Manual
números de las cotas del terreno. Al ser seleccionada como la capa de cotas, Akua las importa automáticamente. Ejemplo de la capa de cotas en AutoCAD:
6.4 Contornos Con la información de las cotas topográficas se definen los parámetros que mejor ajusten las curvas de nivel:
29
SewerUp 5.2 Manual
6.5 Desplazar Permite desplazar las coordenadas de los nodos y/o cotas. Resulta útil cuando se modifica la cartografía base.
6.6 Editor CAD Este editor vectorial incorporado funciona muy similar a los típicos programas CAD. Permite observar una vista previa, hacer modificaciones al dibujo, consultas, mediciones, retocar o imprimir directamente desde el mismo. Si desea guardar las modificaciones para posterior consulta, salve el dibujo en el formato propio del editor (.lcd) .
30
SewerUp 5.2 Manual
6.7 Consultas Permite hacer diversas consultas, los resultados se marcan con fondo rojo en el dibujo de la red.
31
SewerUp 5.2 Manual
Como ayuda importante para comparar variantes de diseño se puede marcar el camino crítico, es decir, la ruta que provoca las excavaciones máximas:
32
SewerUp 5.2 Manual
6.8 Búsqueda
Localiza la posición de un nodo o un tramo en base a su ID y marca el resultado:
6.9 Medir Permite hacer mediciones de distancias y áreas.
o Para medir distancia marque el primer punto con el mouse y arrastrelo hasta el punto final. o Para medir áreas, marque el perímetro y pulse el click derecho para terminar.
33
SewerUp 5.2 Manual
6.10 Configuración
Si se activa la Asignación automática de los ID, el programa le asigna a a cada nodo un identificador acorde a su nivel dentro del proyecto y al subsistema al cual pertenece. Si se activa Nodos con cota fija, no se pregunta el valor de la cota topográfica al insertar un
34
SewerUp 5.2 Manual
nodo. Las opciones de Espacio de trabajo facilitan identificar por colores los distintos sectores o subsistemas. Antes de eso deben fijarse estos colores en Sectores y en Subsistemas.
35
SewerUp 5.2 Manual
7. Resultados Tabulados En AutoCad En GIS Orientación de los nodos
7.1 Tablas Permite verificar los resultados y exportarlos a Excel o PDF
7.2 En AutoCad Resultados > AutoCAD... > Planta 36
SewerUp 5.2 Manual
37
SewerUp 5.2 Manual
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Para dibujar los perfiles presionar Resultados > AutoCAD... > Perfil. Aparece la siguiente pantalla con el recorrido de tramos desde el tramo activo hasta el último tramo, y la opción de seleccionar aquellos tramos que serán dibujados, las escalas, los intervalos de nivelación, tipo de estacionado y espesor de la base de arena:
38
SewerUp 5.2 Manual
39
SewerUp 5.2 Manual
Si activa la opción Dibujar todos los perfiles, estos se exportan automáticamente a un solo archivo de AutoCad
7.3 En GIS Otra opción es exportar archivos tipo .SHP, que pueden ser leídos por un programa GIS: Resultados > Esri Shape En la imagen los resultados en ArcView.
40
SewerUp 5.2 Manual
7.4 Orientación Esta opción es útil para la presentación de los planos de trabajo, pues permite organizar los tipos de registros.
41
SewerUp 5.2 Manual
42
SewerUp 5.2 Manual
43
SewerUp 5.2 Manual
8. Trucos _________________________________________________________________________
¿Como simular una red existente? Akua puede diseñar redes nuevas, simular redes existentes o hacer ampliaciones. Para la simulación de tramos existentes se debe proceder de la siguiente forma: 1. Definir los tramos como "Tramo Existente " 2. Fijar la cota inicial y la pendiente del tramo o las cotas de los nudos extremos:
_________________________________________________________________________
¿Como trazar tramos largos? Una forma práctica de ahorrar tiempo durante el trazado de la red es hacer los trazos todo lo largo posible y dejar que el programa ajuste las longitudes a las máximas permitidas en los Datos Generales. Por ejemplo:
Ejecutar el Diseño
________________________________________________________________________
Una forma rápida de acelerar el sembrado de datos es activar la opción Configuración>Nodos con cotas fijas. De esta forma no se solicita el valor de la cota al insertar un nodo. Posteriormente se inserta una base topográfica en formato ".csv" y se activa la opción Topografía>Ajustar las cotas de nodos para que el programa ajuste automáticamente la cota de cada nodo. ________________________________________________________________________
44
